基于单片机的温度检测与控制系统的设计(论文)开题报告

河南中医学院本科生毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机温度检测与控制系统设计院系：信息技术学院专业：计算机科学与技术班级：2010级计科班学号：2010180042学生姓名：郭文珠指导教师：谢志豪2013年11月13日一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）：研究的目的与意义这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。国内外现状国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）：计划实现的基本功能温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器将模拟电压信号转化为对应的数字温度信号电压。温度控制系统将温度传感器检测到的实际温度进行转换，送入单片机中与设定值进行比较得出偏差,对此偏差值控制进行修正，从而实现对温度的控制[7]。其硬件设计中最为核的器件是单片机，一方面控制转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面，将采集到的数字温度电压值经处理得到相应的温度值，送到LED显示器，以数字形式显示测量的温度。整个系统的软件编程就是通过编程对单片机实现其控制功能[8]。研究中的重难点分析在系统设计之初，首先要规划系统的内容以及要实现的功能，然后设计电路。在系统设计时还应考虑设计系统需要的程序代码。在设计中比较困难的是设计电路图，此电路图要实现系统的要求，要能够达到系统的需要，要能够实现温度检测，转化，信号传送，信处理等等功能。在硬件设计方面分为2步：首先设计电路图，然后焊接电路。只要设计好了电路图，并用软件测试电路图是否能运行成功，硬件部分也就基本做好了。实用性与创新性分析二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量，因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多，与之相对应的，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等[9]。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用[10]。采用单片机对温度采集进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控数据的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量[11]。预期达到的成果电路制作成功导入程序后，实现各个功能，能够对温度进行检测并在LED显示器上显示出来，并且能够对温度进行控制。三、研究方法与实验条件（包括关键技术及技术路线分析，项目实施中的实验条件分析，项目应用环境和系统测试环境分析等。不得低于600字）：研究内容熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解温度测控系统的工作原理；掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法，并通过实际程序的设计和调试，逐步掌握模块化程序的设计方法和调试技术；了解开发单片机应用系统的全过程；综合运用所学专业知识解决问题；学会自主完成研究论文的撰写方法和过程。研究方法使用SWK51A实验板对单片机进行大致的了解，温度测控系统的工作需要画出电路图，采用protel99进行电路图的绘制以及模拟测控工作。1.查询相关资料，了解温度检测与控制系统的研究意义、目的以及要达到的效果。进行课题的考查，广泛阅读和查找相关参考文献，并对相关资料进行整理消化，结合课题分析研究，并写出开题报告和总体设计方案。2.通过查找资料，了解基于单片机的温度测试与控制系统的设计应该怎么做，从哪方面着手做，需要做什么准备。3.做出功能分析，做出详细计划。4.在熟悉课题内容的情况下，准确计算出各种所需元器件，画出电路图，通过软件仿真和测试各种性能。5.查找资料，写出设计此系统需要的程序。6.焊接电路并制作出成品导入程序，对系统进行测试，在以上过程中要注意信息的记录。7.整理各阶段的设计记录文档，写出论文。实验环境设计该系统需要用SWK51A实验板来了解单片机，用热敏元件与导线等等焊接电路，用protel99软件进行电路图的绘制测试。测试环境在焊接电路之前要对电路图进行模拟测试，需要用到protel99软件来测试电路图是否成功。焊接完成后，把程序导入硬件中，来测试焊接好的电路是否能够进行温度检测与温度控制。四、研究计划与进度安排：2013.11.06——2013.11.15熟悉设计系统，收集相关资料，完成开题报告2013.11.16——2013.12.15对系统进行可行性研究及需求分析2013.12.16——2014.01.15进行系统的设计，开始设计电路图2014.01.16——2014.03.30完成电路设计，写出需要的程序，焊接电路，对设计进行测试2014.03.31——2014.04.10完成毕业论文的撰写2014.04.11——2014.04.30毕业设计初稿的设计修改2014.04.31——2014.05.18正式答辩五、主要参考文献（指撰写开题报告所参考的学术文献，不得低于10篇。参考文献为近三年内发表的文献，在引用处标明，并按照引用顺序排序，参考文献的格式应符合毕业论文中参考文献格式。）：[1]胡朝.基于单片机的温度控制系统的开发与应用[J].商场现代化,2010(14):195.[2]洪志刚,杜维玲,井娥林.单片机应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2011:73-74[3]郑锋．51单片机典型应用开发范例大全[M]．北京:中国铁道出版社,2011:15-16[4]李伟龙.基于单片机的温度控制系统设计[J].河南科技,2013(11):97[5]李铁.基于单片机的温度控制系统的设计[J].微型机与应用,2010(24):29-30[6]卢思祺.MCS-51单片机温度控制系统的设计[J].科技致富向导,2013(17):25[7]丁敏.基于单片机的温度控制系统设计[J].科技信息,2012(13):88-89[8]马丽丽，高鑫.基于单片机的温度检测系统硬件设计[J].现代仪器,2012(3):18-19[9]吕俊亚.一种基于单片机的温度控制系统设计与实现[J].计算机仿真,2012(7):231[10]蒙楠.基于单片机的PID温度控制系统设计[J].轻工科技,2013(6):91[11]关健成,何碧霞.基于单片机的温度检测系统设计[J].自动化应用,2010(10):64-66六、指导教师意见：指导教师签字：年月日七、院系意见：盖章：年月日